计算机网络-物理层

kolbe 2021年10月06日 80次浏览

1 基本概念

物理层主要考虑如何在传输媒介上传输比特流,该层定义了比特在信道上发送时的相关电气、时序和其它接口。信道的不同特性决定了其传输性能(吞吐量、时延、误码率等)。

1.1 主要问题

物理层的主要任务是确定与传输媒介的接口特性

  • 机械特性:指明接口所用的接线器形状和尺寸,引脚数目和排列,固定和锁定装置。
  • 电气特性:指明接口电缆的各条线上出现的电压范围。
  • 功能特性:指明线上某一电平的电压表示何种意义。
  • 过程特性:指明不同功能各种可能事件的出现顺序。

1.2 理论基础

1.2.1 傅里叶分析

1.2.2 带宽有限的信号

1.2.3 信道的最大数据速率

2 传输媒介

2.1 导引型传输媒介

在导引型传输媒介中,电磁波被导引沿固体媒介(铜线或光纤)传播

2.1.1 双绞线

简介:两根互相绝缘的铜导线并排放一起,然后用规则的绞合起来构成比绞线。为了提高抗电磁干扰的能力,可以在外层加一层屏蔽层,也就是屏蔽双绞线。
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应用:电话线

2.1.2 同轴电缆

简介:同轴电缆由导体铜芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及塑料外层组成
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应用:有线电视网

2.1.3 光缆

光纤通信是利用光导纤维传播脉冲来进行通讯,有光脉冲相当于1,没有相当于0。
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应用:因特网、电信网、有线电视网

2.2 非导引型传输媒介

在非导引型传输媒介中,电磁波的传输常称为无线传输。

2.2.1 无线电传输

2.2.2 微波传输

微波的频率范围为300MHz~300GHz,主要使用2~40GHz的频率范围,微波以直线的方式在空间传播,所以要求发射端和接收端的天线精准对齐。

2.2.3 红外传输

红外线的传播具有方向性、便宜且易于制造,但是不能穿过固体物体

2.2.4 激光通信

3 数字调制

3.1 简介

有线和无线信道运载摸拟信号,模拟信息可以表示连续变化的电压、光照强度、声音强度等。为了发送数字信息,需要将摸拟信息转化成比特,这个转换过程称为数字调制

4 信道复用

4.1 频分复用

频分复用指所有用户在同样的时间内占用不同的带宽资源,用户被分配到不同的频带上。
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4.2 时分复用

时分复用指所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。
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4.3 码分复用

码分复用指所有用户可以在同样的时间选用同样的频带,各用户使用经过挑选的不同码型,来防止产生干扰。

参考文献

1)计算机网络(Andrew S. Tanenbaum / David J. Wetherall):https://book.douban.com/subject/10510747/
2)计算机网络(谢希仁):https://book.douban.com/subject/2970300/